Os metais de terras raras são um grupo de materiais particularmente interessante, (...) usados em pequenas quantidades numa ampla variedade de aplicações [automóveis], muitas das quais são importantes para o funcionamento eficiente do veículo (Gupta e Krishnamurthy 2005; Kingsnorth 2007; Hocquard 2010)
(...) A indústria automóvel consome uma fração substancial da produção global de elementos de terras raras. Como resultado, as decisões de fabricantes de automóveis e fornecedores de peças automotivas de usar materiais de terras raras provavelmente afetarão o mercado de terras raras. Em particular, a estimativa de que o teor de terras raras de um veículo híbrido hipotético pelo menos dobra o teor de terras raras por veículo, indica que as estratégias de eletrificação da indústria automotiva podem aumentar muito a procura por metais de terras raras
(...) Estimamos que aproximadamente 0,44 kg de terras raras são usados num típico veículo sedã convencional, com aproximadamente 80% do conteúdo de terras raras em ímãn. Como tal, o neodímio é a terra rara mais amplamente usada, seguida pelo cério, que é usado principalmente em conversores catalíticos. A massa de terras raras num veículo elétrico totalmente híbrido com bateria de níquel-hidreto metálico é de aproximadamente 4,5 kg. Um veículo elétrico totalmente híbrido com bateria de íon-lítio contém aproximadamente 1 kg de elementos de terras raras. (...) O sistema motor / gerador é considerado parte da transmissão e um veículo híbrido tem aproximadamente 61% do seu teor de terras raras nesse sistema.
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Fonte: E. Alonso, T. Wallington, A. Sherman, M. Everson, F. Field, R. Roth, R. Kirchain, An Assessment of the Rare Earth Element Content of Conventional and Electric Vehicles, SAE International Journal of Materials and Manufacturing, 5 (2012) 473–477.
Os metais raros em catalisadores de gases de escape:
Os catalisadores de terras raras são amplamente aplicados na purificação de exaustão de veículos com diferentes combustíveis (gasolina, diesel, gás natural, etc.) devido às propriedades físico-químicas únicas e excelente desempenho catalítico. (...) Devido ao subpreenchimento de eletrões 4f e ao encolhimento dos lantanídeos, as terras raras exibem excelente desempenho catalítico quando são usadas como catalisadores ou componentes ativos na reação catalítica, especialmente o cério (Ce) e lantânio (La).
(...) No processo de uso de dispositivos de purificação de exaustão de veículos, a estabilidade a alta temperatura e resistência mecânica dos catalisadores de exaustão de veículos (e suporte) serão reduzidas devido a batidas e vibrações contínuas da carroceria do veículo, erosão e corrosão pelo fluxo de ar a alta temperatura. Os elementos de terras raras apropriados podem melhorar a estabilidade a alta temperatura e a resistência mecânica do suporte e dos catalisadores.
Também (...) a adsorção química de substâncias tóxicas na superfície do catalisador pode dificultar a reação e fazer com que o catalisador perca sua atividade catalítica. Adicionar elementos de terras raras apropriados pode aumentar a resistência ao enxofre do catalisador.
(...) Os metais de terras raras têm as vantagens de alta estabilidade térmica e capacidade de armazenamento de oxigénio, boa atividade catalítica e capacidade anti-envenenamento do catalisador. No entanto, existem algumas desvantagens quando um único elemento de terras raras é usado como catalisador. Por exemplo, o óxido de cério puro sofre um fenómeno de sinterização a alta temperatura e degradação ou mesmo perda de desempenho [13]. Um método eficaz para evitar defeitos deste tipo no catalisador é a dopagem com outros elementos.
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Fonte: L. Wang, X. Yu, Y. Wei, J. Liu, Z. Zhao, Research advances of rare earth catalysts for catalytic purification of vehicle exhausts − Commemorating the 100th anniversary of the birth of Academician Guangxian Xu, Journal of Rare Earths, 39 (2021) 1151-1180,